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JP4127182B2 - Video time-axis hierarchical encoding method, encoding apparatus, decoding method, decoding apparatus, and computer program - Google Patents
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Video time-axis hierarchical encoding method, encoding apparatus, decoding method, decoding apparatus, and computer program Download PDF

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Description

本発明は動画像時間軸階層符号化方法、符号化装置、復号化方法及び復号化装置並びにコンピュータプログラムに係り、特に時間方向に間引かれた動画像を基礎階層として符号化し、残りの動画像を拡張階層として符号化する動画像時間軸階層符号化方法及び符号化装置、階層符号化された動画像を復号する復号化方法及び復号化装置並びに階層符号化及び復号化のためのコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a moving picture time-axis hierarchical encoding method, encoding apparatus, decoding method and decoding apparatus, and a computer program, and in particular, encodes a moving picture thinned out in the time direction as a basic hierarchy, and the remaining moving pictures TECHNICAL FIELD The present invention relates to a video time-axis hierarchical encoding method and encoding apparatus for encoding video as an extension layer, a decoding method and decoding apparatus for decoding a hierarchically encoded video, and a computer program for hierarchical encoding and decoding .

動画像の符号化には、単純な1階層のみの符号化に対し、2重の符号列構成を持つ階層符号化(Scalable Coding)がある。階層符号化は基礎階層のみの符号列で復号化が可能であり、拡張階層の符号列を復号化し、基礎階層の復号化結果と合成することで、より高画質の再生画像を得ることができるものである。   For the coding of moving images, there is hierarchical coding (Scalable Coding) having a double code string configuration, compared to simple coding of only one layer. Hierarchical coding can be decoded with a code sequence of only the base layer, and by decoding the code sequence of the extension layer and combining it with the decoding result of the base layer, it is possible to obtain a higher quality reproduced image Is.

階層化(分割)の方向としては、量子化方向(SNR)、空間方向(Spatial)、時間軸方向(Temporal)がある。時間軸階層の場合、例えば60fps(field per second)のインターレース走査画像をフィールド単位に間引いて、30fpsの画像を得て符号化し、符号化されなかった残りのフィールドを符号化が行われたフィールドの局部復号画像から予測して、予測残差を符号化する。   The hierarchization (division) direction includes a quantization direction (SNR), a spatial direction (Spatial), and a time axis direction (Temporal). In the case of the time axis hierarchy, for example, a 60 fps (field per second) interlaced scanned image is thinned out in field units to obtain and encode a 30 fps image, and the remaining fields that have not been encoded are encoded fields. Prediction is performed from the locally decoded image, and the prediction residual is encoded.

次に、従来の動画像時間軸階層符号化装置について説明する。図12は従来の動画像時間軸階層符号化装置の一例のブロック図を示す。同図において、画像入力端子1より入来する動画像信号は、スイッチ51に与えられる。動画像信号は毎秒60フィールド(60fps)のインターレース走査画像である。画像設定器7は入力端子1に入来するインターレース動画像信号の奇数フィールドと偶数フィールドを判断して、スイッチ51を制御する。スイッチ51は入来動画像信号を1フィールドごとに振り分け、偶数フィールドは符号化器52へ、奇数フィールドは画像遅延器11に供給する。   Next, a conventional moving picture time axis hierarchical encoding apparatus will be described. FIG. 12 is a block diagram showing an example of a conventional moving picture time axis hierarchical encoding apparatus. In the figure, a moving image signal coming from the image input terminal 1 is given to the switch 51. The moving image signal is an interlaced scanning image of 60 fields per second (60 fps). The image setting device 7 determines the odd field and the even field of the interlaced video signal coming to the input terminal 1 and controls the switch 51. The switch 51 distributes the incoming video signal for each field, and supplies the even field to the encoder 52 and the odd field to the image delay unit 11.

符号化器52は、30fpsの偶数フィールドの画像信号を符号化し、符号列と量子化結果を得る。符号列は多重化器5に供給される。具体的な符号化方法は、MPEG等に代表される画像間予測符号化の他にフィールド内符号化もあり得る。   The encoder 52 encodes an image signal of an even field of 30 fps, and obtains a code string and a quantization result. The code string is supplied to the multiplexer 5. As a specific encoding method, intra-field encoding may be used in addition to inter-picture prediction encoding represented by MPEG.

局部復号化器54は、符号化器52から少なくとも量子化まで行われた信号を入力として受け、局部復号処理を行い、再生画像を得る。この再生画像は画像間予測器53に供給される。画像間予測器53は、奇数フィールドに対する予測信号を形成し、減算器13に供給する。   The local decoder 54 receives, as an input, a signal that has been subjected to at least quantization from the encoder 52, performs local decoding processing, and obtains a reproduced image. This reproduced image is supplied to the inter-picture predictor 53. The inter-picture predictor 53 forms a prediction signal for the odd field and supplies it to the subtractor 13.

一方、画像遅延器12は、被符号化フィールドの参照画像が、符号化器52から局部復号化器54まで処理されて整い、画像間予測処理が可能になるまで被符号化フィールドを遅延させて減算器13に供給する。減算器13は、画像遅延器12からの奇数フィールドの遅延画像信号と、画像間予測器53から与えられる予測信号との減算を行い、これにより予測残差を得てDCT14に供給する。   On the other hand, the image delay unit 12 delays the encoded field until the reference image of the encoded field is processed and arranged from the encoder 52 to the local decoder 54 and inter-picture prediction processing becomes possible. This is supplied to the subtracter 13. The subtracter 13 performs subtraction between the odd-field delayed image signal from the image delay unit 12 and the prediction signal given from the inter-picture predictor 53, thereby obtaining a prediction residual and supplying it to the DCT 14.

DCT14は予測残差に対してDCT(Discrete Cosine Transform)の変換処理を行い、得られた係数を量子化器15に与える。量子化器15は入力される係数を所定のステップ幅で量子化し、これにより固定長の符号となった係数を可変長符号化器16に与える。可変長符号化器16は、入力される固定長の符号(予測残差)を可変長符号で圧縮し、これにより得られた符号列を多重化器5に供給し、ここで符号化器52からの符号列と多重化されて出力される。   The DCT 14 performs a DCT (Discrete Cosine Transform) conversion process on the prediction residual and gives the obtained coefficient to the quantizer 15. The quantizer 15 quantizes the input coefficient with a predetermined step width, and gives the coefficient that has become a fixed-length code to the variable-length encoder 16. The variable-length encoder 16 compresses the input fixed-length code (prediction residual) with the variable-length code, and supplies the resulting code string to the multiplexer 5, where the encoder 52 Is multiplexed with the code string from and output.

次に、図12の多重化器5から出力される従来の動画像時間軸階層符号列6の構成について説明する。インターレース走査画像は、偶数フィールドと奇数フィールドに分けられ、片方が基礎階層符号列、他方が拡張階層の符号列となる。図14の(a)は上記の基礎階層符号列と拡張階層符号列からなる動画像時間軸階層符号列6を模式的に示す。同図(a)において、"filed"はインターレース走査画像の1フィールドである。数字は被符号化動画像の画像順である。拡張階層は双方向予測で符号化されるので、時間的には後となる基礎階層画像を先に伝送する必要があり、時間関係は逆転して伝送される。なお、基礎階層内で双方向予測が行われる場合は、基礎階層内でも逆転する。   Next, the configuration of the conventional moving picture time axis hierarchical code string 6 output from the multiplexer 5 in FIG. 12 will be described. The interlaced scanned image is divided into an even field and an odd field, one being a base layer code string and the other being an extension layer code string. FIG. 14A schematically shows a video time-axis hierarchical code string 6 including the basic hierarchical code string and the extended hierarchical code string. In FIG. 4A, “filed” is one field of an interlaced scanned image. The numbers are the image order of the encoded moving images. Since the enhancement layer is encoded by bi-directional prediction, it is necessary to transmit the base layer image that is later in time, and the time relationship is transmitted in reverse. In addition, when bi-directional prediction is performed in the base layer, the reverse is also performed in the base layer.

次に、従来の動画像時間軸階層復号化装置について説明する。図13は、図12の動画像時間軸階層符号化装置に対応する従来の動画像時間軸階層復号化装置の一例のブロック図を示す。図13において、符号入力端子24より入来する動画像時間軸階層符号列は、多重化分離器25により基礎階層の符号列と拡張階層の符号列に分離され、基礎階層の符号列は復号化器61に、拡張階層の符号列は可変長復号化器30に供給される。   Next, a conventional moving picture time axis hierarchical decoding apparatus will be described. FIG. 13 is a block diagram showing an example of a conventional moving picture time axis hierarchical decoding apparatus corresponding to the moving picture time axis hierarchical encoding apparatus of FIG. In FIG. 13, a moving picture time-axis hierarchical code string coming from a code input terminal 24 is separated into a base layer code string and an extended layer code string by a demultiplexer 25, and the base layer code string is decoded. The code string of the enhancement layer is supplied to the variable length decoder 30.

基礎階層の符号列は、復号化器61で図12の符号化器52の逆処理が行われ、30fpsの再生画像信号を得て、画像間予測器62と画像遅延器23に供給される。この再生画像信号は、インターレース走査画像信号の偶数フィールドである。画像間予測器62は、再生画像信号から奇数フィールドに対する予測信号を形成し、加算器33に供給する。   The base layer code string is reverse-processed by the decoder 61 of the encoder 52 of FIG. 12 by the decoder 61 to obtain a reproduced image signal of 30 fps, and is supplied to the inter-picture predictor 62 and the image delay unit 23. This reproduced image signal is an even field of the interlaced scanned image signal. The inter-picture predictor 62 forms a prediction signal for the odd field from the reproduced image signal and supplies it to the adder 33.

一方、拡張階層の符号列は、可変長復号化器30で予測残差の可変長符号が固定長の符号に戻された後、逆量子化器31に入力されて量子化パラメータに従って逆量子化が行われる。固定長符号は逆量子化器31で予測残差の再生DCT係数値となり、逆DCT32に入力される。逆DCT32は縦方向8個、横方向8個の計64個の係数を復号予測残差信号に変換し、加算器33に供給する。   On the other hand, the code string of the enhancement layer is input to the inverse quantizer 31 after the variable length code of the prediction residual is returned to the fixed length code by the variable length decoder 30 and is inversely quantized according to the quantization parameter. Is done. The fixed-length code becomes a reproduction DCT coefficient value of the prediction residual by the inverse quantizer 31 and is input to the inverse DCT 32. The inverse DCT 32 converts a total of 64 coefficients, 8 in the vertical direction and 8 in the horizontal direction, into a decoded prediction residual signal and supplies it to the adder 33.

加算器33は、逆DCT32からの復号予測残差信号に、画像間予測器62から与えられる予測信号を加算して復号画像信号を得る。この様にして得られた30fpsの復号画像信号は、インターレース走査画像信号の奇数フィールドであり、スイッチ27に供給される。   The adder 33 adds the prediction signal given from the inter-picture predictor 62 to the decoded prediction residual signal from the inverse DCT 32 to obtain a decoded image signal. The 30 fps decoded image signal obtained in this way is an odd field of the interlaced scanned image signal and is supplied to the switch 27.

スイッチ27は、多重化分離器25から出力される符号列の階層情報に同期して、画像遅延器23の出力再生画像信号と、加算器33の出力復号画像信号をフィールドの偶数/奇数に合わせて選択し、再生画像出力端子28より出力する。
出力される動画像信号は、60fpsのインターレース走査画像となる。
The switch 27 synchronizes the output reproduction image signal of the image delay unit 23 and the output decoded image signal of the adder 33 with the even / odd number of the field in synchronization with the hierarchy information of the code string output from the demultiplexer 25. Are selected and output from the reproduced image output terminal 28.
The output moving image signal is a 60 fps interlaced scanned image.

上記のように、従来の動画像時間軸階層符号化は、インターレース走査画像が偶数フィールドと奇数フィールドに分けられ、片方が基礎階層符号列、他方が拡張階層となる。ここで、上位階層の符号化においては、フィールド画像には折り返し歪み成分が多く含まれるので、動き補償画像間予測で予測誤差が多くなる。   As described above, in the conventional moving image temporal axis hierarchical coding, an interlaced scanned image is divided into an even field and an odd field, one being a base layer code string and the other being an extension layer. Here, in higher-layer encoding, since a field image contains many aliasing distortion components, a prediction error increases in motion compensated inter-picture prediction.

一方、下位階層の画像間予測では予測参照画像と被符号化画像間でフィールドのパリティ(偶奇)が異なるので、適切な画像間予測が困難である。その結果、従来は階層化しない符号化に対して符号化効率が大幅に低下するという問題がある。   On the other hand, in the inter-picture prediction in the lower hierarchy, since the field parity (even / odd) is different between the prediction reference picture and the encoded picture, appropriate inter-picture prediction is difficult. As a result, there is a problem in that the encoding efficiency is significantly reduced compared to the conventional encoding that is not hierarchized.

本発明は以上の点に着目してなされたもので、入来インターレース走査画像信号を、同一フレームレートの順次走査信号に変換して基礎階層として符号化し、順次走査信号と異なった時間にあるフィールドを、順次走査信号の復号信号を参照画像として画像間予測符号化することで、インターレース走査画像信号に対しても高い符号化効率が得られる動画像時間軸階層符号化方法、符号化装置、復号化方法及び復号化装置並びにコンピュータプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above points. An incoming interlaced scanning image signal is converted into a sequential scanning signal of the same frame rate and encoded as a basic layer, and a field at a different time from the sequential scanning signal. Video temporal axis hierarchical encoding method, encoding apparatus, and decoding that can obtain high encoding efficiency even for interlaced scanned image signals by performing inter-picture predictive encoding using a decoded signal of a progressive scanning signal as a reference image An object of the present invention is to provide an encoding method, a decoding device, and a computer program.

上記の目的を達成するため、第1の発明の動画像時間軸階層符号化方法は、入力インターレース走査画像信号を、入力インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に変換する第1のステップと、順次走査画像信号を符号化して第1の符号列を得る第2のステップと、第1の符号列を局部復号化して得た局部復号画像を参照画像として、入力インターレース走査画像信号において、順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを画像間予測符号化して第2の符号列を得る第3のステップと、第1の符号列と第2の符号列を多重化して動画像時間軸階層符号化信号として出力する第4のステップとを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a moving image time-axis hierarchical coding method according to a first aspect of the present invention is a first method for converting an input interlace scan image signal into a progressive scan image signal having the same frame rate as the input interlace scan image signal. A step, a second step of encoding a sequentially scanned image signal to obtain a first code string, and a local decoded image obtained by local decoding of the first code string as a reference image in an input interlaced scanned image signal A third step in which a field at a time position different from that of the sequentially scanned image signal is subjected to inter-picture prediction encoding to obtain a second code string, and the first code string and the second code string are multiplexed to obtain a moving picture time And a fourth step of outputting as an axis hierarchy encoded signal.

この発明では、入力インターレース走査画像信号を、同一フレームレートの順次走査画像信号に変換して基礎階層として符号化して第1の符号列を得ると共に、順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを、第1の符号列を局部復号化して得た局部復号画像を参照画像として画像間予測符号化して第2の符号列を得るようにし、これら第1の符号列と第2の符号列を多重化して動画像時間軸階層符号化信号として出力する。ここで、上記の第2の符号列を得るときの画像間予測は、時間距離が非常に近い前後順次走査画像からの予測であるので、極めて高い符号化効率が得られ、発生する符号量は僅かである。   In the present invention, the input interlaced scanning image signal is converted into a sequential scanning image signal of the same frame rate and encoded as a base layer to obtain a first code string, and a field at a time position different from that of the sequential scanning image signal is obtained. The second code string is obtained by performing inter-picture predictive coding using the locally decoded image obtained by local decoding of the first code string as a reference image, and the first code string and the second code string are multiplexed. And output as a video time-axis hierarchical encoded signal. Here, since the inter-picture prediction when obtaining the second code sequence is a prediction from a front-rear sequential scanning image with a very short time distance, extremely high coding efficiency is obtained, and the generated code amount is There are few.

また、上記の目的を達成するため、第2の発明の動画像時間軸階層復号化方法は、時間軸階層化された符号列から、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に対して符号化された第1の符号列と、再生インターレース走査画像信号において順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する第1のステップと、第1の符号列を復号化して、再生順次走査画像信号を得る第2のステップと、再生順次走査画像信号を再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方である第1のフィールドの画像信号に変換する第3のステップと、第2の符号列に対し、再生順次走査画像信号を参照画像として画像間予測復号化し、再生インターレース走査画像信号の第1のフィールドと異なった第2のフィールドの画像信号を得る第4のステップと、第1のフィールドの画像信号と第2のフィールドの画像信号を、時間的に切り替えて再生インターレース走査画像信号として出力する第5のステップとを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the moving picture temporal axis hierarchical decoding method according to the second aspect of the present invention converts a temporally hierarchized code string into a progressively scanned image signal having the same frame rate as the reproduced interlaced scanned image signal. A first step of separating a first code string encoded with respect to a second code string encoded for a field at a time position different from that of a sequentially scanned image signal in a reproduced interlaced scanned image signal; A second step of decoding the first code string to obtain a reproduction sequential scan image signal, and a first field that is one of an odd field or an even field of the reproduction interlaced scan image signal. The third step of converting the image signal into the second image sequence and the second code string are subjected to inter-picture predictive decoding using the reproduction sequential scanning image signal as a reference image, and the reproduction interlace A fourth step of obtaining a second field image signal different from the first field of the first scan image signal, and the first field image signal and the second field image signal are temporally switched and reproduced. And a fifth step of outputting as an interlaced scanning image signal.

この発明では、基礎階層である第1の符号列を復号化して得られた再生順次走査画像信号から、再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方のフィールドである第1のフィールドの画像信号を得ると共に、拡張階層である第2の符号列を復号化して得られた第2のフィールドの画像信号を得て、これらを時間的に切り替えて再生インターレース走査画像信号を得るようにしたため、基礎階層のみの復号化に比べて時間解像度が十分な再生インターレース走査画像信号を得ることができる。   In the present invention, an image of a first field that is one of an odd field or an even field of a reproduced interlaced scanned image signal from a reproduced sequential scanned image signal obtained by decoding the first code string that is the base layer. Since the signal of the second field obtained by decoding the second code string that is the enhancement layer is obtained and the playback interlaced scanned image signal is obtained by temporally switching these signals, A reproduced interlaced scanned image signal with sufficient temporal resolution can be obtained as compared with decoding of only the base layer.

また、上記の目的を達成するため、第3の発明の動画像時間軸階層符号化装置は、入力インターレース走査画像信号を、入力インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に変換する画像変換手段と、順次走査画像信号を符号化して第1の符号列を得る第1の符号列生成手段と、第1の符号列を局部復号化して得た局部復号画像を参照画像として、入力インターレース走査画像信号において、順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを画像間予測符号化して第2の符号列を得る第2の符号列生成手段と、第1の符号列と第2の符号列を多重化して動画像時間軸階層符号化信号として出力する多重化手段とを有する構成としたものである。この発明では、第1の発明の動画像時間軸階層符号化方法と同様の作用により同様の動画像時間軸階層符号化信号を得ることができる。   In order to achieve the above object, the moving picture time-axis hierarchical coding apparatus according to the third aspect of the invention converts an input interlace scan image signal into a sequential scan image signal having the same frame rate as the input interlace scan image signal. A conversion means; a first code string generation means for obtaining a first code string by encoding a progressively scanned image signal; and a local decoded image obtained by local decoding of the first code string as an input interlace. A second code string generating means for obtaining a second code string by performing inter-picture predictive coding on a field at a time position different from that of the sequentially scanned image signal in the scanned image signal; a first code string and a second code string; And a multiplexing means for multiplexing and outputting as a moving picture time axis hierarchical encoded signal. In the present invention, the same moving picture time axis hierarchical coding signal can be obtained by the same action as the moving picture time axis hierarchical coding method of the first invention.

また、上記の目的を達成するため、第4の発明の動画像時間軸階層符号化装置は、第3の発明の画像変換手段により得られた順次走査画像信号を垂直方向にダウンサンプリングして、走査線数が減少された順次走査画像信号を得る走査線ダウンサンプル手段を更に有し、第1の符号列生成手段は走査線数が減少された順次走査画像信号を符号化して走査線数が減少された第1の符号列を生成し、第2の符号列生成手段は、走査線数が減少された第1の符号列を局部復号化して得た局部画像信号を垂直方向にアップサンプリングして、走査線ダウンサンプル手段に入力される順次走査画像信号と同じ走査線数にした信号を参照画像とする走査線アップサンプル手段を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the moving picture time-axis hierarchical coding apparatus of the fourth invention down-samples the sequentially scanned image signal obtained by the image conversion means of the third invention in the vertical direction, The scanning line down-sampling means for obtaining a progressive scanning image signal with a reduced number of scanning lines is further provided, and the first code string generating means encodes the sequential scanning image signal with a reduced number of scanning lines to obtain the number of scanning lines. The reduced first code string is generated, and the second code string generating means up-samples the local image signal obtained by locally decoding the first code string having the reduced number of scanning lines in the vertical direction. The scanning line down-sampling means includes scanning line up-sampling means using a signal having the same number of scanning lines as the sequential scanning image signal inputted to the scanning line down-sampling means as a reference image.

この発明では、順次走査画像信号を垂直方向にダウンサンプリングして走査線数を減じた順次走査画像信号に対して符号化を行って第1の符号列を生成するようにしているため、垂直方向にダウンサンプリングしない順次走査画像信号から第1の符号列を生成する場合よりも発生符号量を少なくできる。   In the present invention, since the progressive scan image signal is down-sampled in the vertical direction to encode the progressive scan image signal obtained by reducing the number of scanning lines, the first code string is generated. The generated code amount can be reduced as compared with the case where the first code string is generated from the progressively scanned image signal that is not down-sampled.

また、上記の目的を達成するため、第5の発明の動画像時間軸階層復号化装置は、時間軸階層化された符号列から、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に対して符号化された第1の符号列と、再生インターレース走査画像信号において順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する多重化分離手段と、第1の符号列を復号化して、再生順次走査画像信号を得る第1の復号化手段と、再生順次走査画像信号を再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方である第1のフィールドの画像信号に変換する画像変換手段と、第2の符号列に対し、再生順次走査画像信号を参照画像として画像間予測復号化し、再生インターレース走査画像信号の第1のフィールドと異なった第2のフィールドの画像信号を得る第2の復号化手段と、第1のフィールドの画像信号と第2のフィールドの画像信号を、時間的に切り替えて再生インターレース走査画像信号として出力する多重化手段とを有する構成としたものである。この発明では、第2の発明の動画像時間軸階層復号化方法と同様の作用により、同様の再生インターレース走査画像信号を得ることができる。   In order to achieve the above object, a moving picture time-axis hierarchical decoding apparatus according to a fifth aspect of the present invention converts a time-series code sequence into a sequentially scanned image signal having the same frame rate as a reproduced interlaced scanned image signal. Multiplexing / separating means for separating the first code string encoded with respect to the second code string encoded with respect to the field at a time position different from the sequentially scanned image signal in the reproduced interlaced scanned image signal And a first decoding means for decoding the first code string to obtain a reproduction sequential scanning image signal, and a reproduction sequential scanning image signal that is one of an odd field or an even field of the reproduction interlaced scanning image signal. The image conversion means for converting the image signal of the field of the image and the second code string are subjected to inter-picture predictive decoding using the reproduction sequential scanning image signal as a reference image, and the reproduction interlace Second decoding means for obtaining an image signal of a second field different from the first field of the scanned image signal, and temporally switching between the image signal of the first field and the image signal of the second field And a multiplexing means for outputting as a reproduced interlaced scanning image signal. In the present invention, the same reproduced interlaced scanned image signal can be obtained by the same operation as the moving picture time axis hierarchical decoding method of the second invention.

また、上記の目的を達成するため、第6の発明の動画像時間軸階層復号化装置は、第5の発明の多重化分離手段を、時間軸階層化された符号列から、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートで垂直方向にダウンサンプリングされた順次走査画像信号に対して符号化された第3の符号列と、再生インターレース走査画像信号において順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する手段とし、第1の復号化手段を、第3の符号列を復号化して得られた順次走査画像信号を垂直方向にアップサンプリングする手段とし、画像変換手段を、垂直方向にアップサンプリングされた順次走査画像信号を第1のフィールドの画像信号に変換する手段とすることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a moving picture time-axis hierarchical decoding apparatus according to a sixth aspect of the present invention uses a demultiplexing means according to the fifth aspect of the present invention as a reproduced interlaced scanned image from a time-axis hierarchical code string. A third code sequence encoded for a progressively scanned image signal downsampled in the vertical direction at the same frame rate as the signal, and a field at a time position different from the progressively scanned image signal in the reproduced interlaced scanned image signal Means for separating the encoded second code string, and the first decoding means for up-sampling the sequentially scanned image signal obtained by decoding the third code string in the vertical direction. The image converting means is a means for converting the sequentially scanned image signal upsampled in the vertical direction into an image signal of the first field.

この発明では、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートで垂直方向にダウンサンプリングされた順次走査画像信号に対して符号化された第3の符号列に対して復号化を行うようにしているため、垂直方向にダウンサンプリングしない順次走査画像信号を復号化する場合よりも復号化処理量を少なくできる。   In the present invention, the decoding is performed on the third code string encoded on the sequentially scanned image signal down-sampled in the vertical direction at the same frame rate as the reproduced interlaced scanned image signal. The amount of decoding processing can be reduced as compared with the case of decoding sequentially scanned image signals that are not down-sampled in the vertical direction.

また、上記の目的を達成するため、第7の発明のコンピュータプログラムは、第1の発明の動画像時間軸階層符号化方法の各ステップをコンピュータにより実行させることを特徴とする。この発明では、第1の発明の動画像時間軸階層符号化方法と同様の作用により同様の動画像時間軸階層符号化信号を得ることができる。   In order to achieve the above object, a computer program according to a seventh aspect is characterized by causing a computer to execute each step of the moving picture time axis hierarchical encoding method according to the first aspect. In the present invention, the same moving picture time axis hierarchical coding signal can be obtained by the same action as the moving picture time axis hierarchical coding method of the first invention.

更に、上記の目的を達成するため、第8の発明のコンピュータプログラムは、第2の発明の動画像時間軸階層復号化方法の各ステップをコンピュータにより実行させることを特徴とする。この発明では、第2の発明の動画像時間軸階層復号化方法と同様の作用により同様の再生インターレース走査画像信号を得ることができる。   Furthermore, in order to achieve the above object, a computer program according to an eighth invention is characterized by causing a computer to execute each step of the moving picture time axis hierarchical decoding method according to the second invention. In the present invention, the same reproduced interlaced scanned image signal can be obtained by the same operation as the moving picture time axis hierarchical decoding method of the second invention.

本発明によれば、以下の数々の優れた特長を有する。   The present invention has the following excellent features.

(1)インターレース走査画像信号を、同一フレームレートの順次走査信号に変換して符号化することで、インターレース走査画像信号と同じ走査線数のまま順次走査信号として符号化を行うことになり、インターレース走査画像信号をそのまま符号化するより大幅にビットレートを低減できる。   (1) The interlaced scanning image signal is converted into a sequential scanning signal having the same frame rate and encoded, so that encoding is performed as a sequential scanning signal with the same number of scanning lines as the interlaced scanning image signal. The bit rate can be greatly reduced compared to encoding the scanned image signal as it is.

(2)第2の符号列を得るときの画像間予測は、時間距離が非常に近い前後順次走査画像からの予測とすることで、極めて高い符号化効率が得られ、発生する符号量は僅かであるため、インターレース走査画像信号に対して、高い符号化効率で時間軸階層符号化ができる。これは、従来の時間軸階層符号化に対して優れるのみでなく、階層化しない通常のインターレース動画像符号化より符号化効率を高くできる。   (2) Inter-picture prediction when obtaining the second code string is based on prediction from a sequentially scanned image having a very short time distance, so that extremely high coding efficiency can be obtained, and the amount of generated code is small. Therefore, time-axis hierarchical coding can be performed with high coding efficiency on the interlaced scanned image signal. This is not only superior to the conventional time-axis hierarchical coding, but also can have higher coding efficiency than ordinary interlaced video coding without hierarchization.

(3)本発明の符号化の処理量は、従来の時間軸階層符号化に比べて増加するが、すべてのインターレース走査画像信号を順次走査画像信号に変換して符号化する場合に比べて少ない処理量にできる。   (3) The amount of coding processing according to the present invention increases as compared with conventional time-axis hierarchical coding, but is smaller than when all interlaced scanning image signals are converted into sequentially scanned image signals and coded. Can be processed.

(4)垂直方向にダウンサンプリングして走査線数を減じた順次走査画像信号に対して符号化を行って第1の符号列を生成することで、垂直方向にダウンサンプリングしない順次走査画像信号から第1の符号列を生成する場合よりも発生符号量を少なくできる。順次走査画像信号はインターレース走査画像信号から変換されたものであり、元のインターレース走査画像信号は走査線数を減じる垂直周波数帯域の成分が抑圧されているので、この際の実質的な解像度の低下は僅かである。   (4) By encoding the sequentially scanned image signal obtained by down-sampling in the vertical direction and reducing the number of scanning lines to generate the first code string, from the sequentially scanned image signal not down-sampled in the vertical direction The generated code amount can be reduced as compared with the case of generating the first code string. The progressive scanning image signal is converted from the interlaced scanning image signal, and the original interlaced scanning image signal suppresses the vertical frequency band component that reduces the number of scanning lines. Is slight.

(5)再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートで垂直方向にダウンサンプリングされた順次走査画像信号に対して符号化された第3の符号列に対して復号化を行うようにしているため、垂直方向にダウンサンプリングしない順次走査画像信号を復号化する場合よりも復号化処理量を少なくできる。   (5) Since the decoding is performed on the third code string encoded on the sequentially scanned image signal down-sampled in the vertical direction at the same frame rate as the reproduced interlaced scanned image signal, The amount of decoding processing can be reduced as compared with the case of decoding sequentially scanned image signals that are not down-sampled in the direction.

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になる動画像時間軸階層符号化装置の第1の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図12の従来例と同一構成要素には同一番号を付してある。図1に示す第1の実施の形態は、図12の従来例に比し、順次走査変換器2、スイッチ10、フィールド間引き器11が追加されており、符号化器4、局部復号化器9、画像間予測器8の処理動作が異なる。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a moving picture time axis hierarchical encoding apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in the conventional example of FIG. In the first embodiment shown in FIG. 1, a sequential scanning converter 2, a switch 10, and a field thinning device 11 are added as compared with the conventional example of FIG. 12, and an encoder 4 and a local decoder 9 are added. The processing operation of the inter-picture predictor 8 is different.

図1において、画像入力端子1より入来するインターレース走査の動画像信号は、順次走査変換器2、画像選択器7及びスイッチ10に入力される。基礎階層の符号化処理として、順次走査変換器2は、画像入力端子1よりのインターレース走査の動画像信号で間引かれている走査線を、時空間的に隣接する走査線から補間し、走査線数が2倍になった毎秒60フレームの順次(プログレッシブ)走査信号を得て、スイッチ3に供給する。スイッチ3は、1フレームおきに間引き、毎秒30フレームの順次走査信号を得る。   In FIG. 1, a moving image signal of interlace scanning that comes from an image input terminal 1 is sequentially input to a scan converter 2, an image selector 7, and a switch 10. As the encoding process of the base layer, the sequential scanning converter 2 interpolates the scanning line thinned out by the interlaced scanning moving image signal from the image input terminal 1 from the scanning line adjacent in spatio-temporal, and scans it. A progressive (progressive) scanning signal of 60 frames per second in which the number of lines is doubled is obtained and supplied to the switch 3. The switch 3 thins out every other frame and obtains a sequential scanning signal of 30 frames per second.

なお、順次走査変換器2の動作とスイッチ3の動作を同時に行い、入力インターレース走査画像信号から直接30fpsの順次走査信号を得てもよい。ただし、この場合、偶奇二つのフィールドの中間的な画像を得るのではなく、既存走査線は残したまま走査線補間を行い、入来インターレース走査画像信号の何れかのフィールドと同一時間に相当する順次走査フレームを形成する。   Note that the sequential scanning signal of 30 fps may be obtained directly from the input interlaced scanning image signal by simultaneously performing the operation of the sequential scanning converter 2 and the operation of the switch 3. However, in this case, an intermediate image between two odd and even fields is not obtained, but scanning line interpolation is performed with the existing scanning lines remaining, which corresponds to the same time as any field of the incoming interlaced scanning image signal. A progressive scan frame is formed.

符号化器4はスイッチ3から取り出された30fpsの順次走査信号を符号化し、できた符号列を多重化器5に供給すると共に、量子化までが済んだ信号を局部復号化器9に供給する。符号化器4の符号化方法は、MPEG−2、MPEG−4、その他の画像間予測符号化、フレーム内符号化などである。   The encoder 4 encodes the 30 fps progressive scanning signal extracted from the switch 3, supplies the resulting code string to the multiplexer 5, and supplies the signal that has been quantized to the local decoder 9. . The encoding method of the encoder 4 is MPEG-2, MPEG-4, other inter-picture prediction encoding, intra-frame encoding, or the like.

局部復号化器9での符号化処理は30fpsの順次走査信号のすべてのフレームに対して行われる。MPEG符号化では双方向予測フレーム(B-picture)は必ずしも局部復号化する必要がないが、本実施の形態では、拡張階層画像の予測参照画像になる必要があるため、30fpsの再生画像を得る。再生画像は画像間予測器8に参照画像として供給される。画像間予測器8は、30fpsの順次走査の各フレームの間に挟まれるインターレース走査の各フィールドに対する予測信号を形成する。形成された順次走査の予測信号は、フィールド間引き器11で走査線が間引かれ、インターレース走査のフィールドとなる。なお、画像間予測器8とフィールド間引き器11の処理を一体化して、順次走査の参照画像から直接インターレース走査の予測画像を得てもよい。   The encoding process in the local decoder 9 is performed for all frames of the 30 fps progressive scanning signal. In MPEG encoding, it is not always necessary to locally decode a bi-predictive frame (B-picture). However, in this embodiment, it is necessary to become a prediction reference image of an enhancement layer image, so that a reproduced image of 30 fps is obtained. . The reproduced image is supplied to the inter-image predictor 8 as a reference image. The inter-picture predictor 8 forms a prediction signal for each field of interlaced scanning sandwiched between frames of progressive scanning at 30 fps. The formed progressive scanning prediction signal is thinned out by the field thinning unit 11 to form a field for interlace scanning. The inter-image predictor 8 and the field decimation unit 11 may be integrated to obtain a predicted image of interlaced scanning directly from a reference image of sequential scanning.

一方、拡張階層の符号化処理として、スイッチ10は入来インターレース走査の動画像信号から、スイッチ3で選択されるフレームと異なった時間のフィールドを選択し、画像遅延器12に供給する。画像遅延器12は、被符号化フィールドの参照画像が、順次走査変換2から局部復号化器9まで処理されて整い、画像間予測処理が可能になるまで被符号化フィールドを遅延させる。   On the other hand, as an enhancement layer encoding process, the switch 10 selects a field having a time different from the frame selected by the switch 3 from the incoming interlaced moving image signal and supplies the selected field to the image delay unit 12. The image delay unit 12 delays the encoded field until the reference image of the encoded field is processed and arranged from the progressive scan conversion 2 to the local decoder 9, and inter-picture prediction processing becomes possible.

画像遅延器12から取り出されたフィールド画像信号は、減算器13においてフィールド間引き器11から供給される予測信号が減算され、予測残差となってDCT14に供給される。DCT14は減算器13からの予測残差に対してDCT(Discrete Cosine Transform)の変換処理を行い、得られた係数を量子化器15に供給する。量子化器15は所定のステップ幅で入力係数を量子化し、固定長の符号となった係数を可変長符号化器16に供給する。可変長符号化器16は、固定長の予測残差を可変長符号で圧縮し、できた符号を多重化器5に供給する。多重化器5は、符号化器4と可変長符号化器16からのそれぞれの階層の符号列に適時インデックス符号を挿入し、多重化する。   The subtraction unit 13 subtracts the prediction signal supplied from the field decimation unit 11 from the image delay unit 12 and supplies it to the DCT 14 as a prediction residual. The DCT 14 performs DCT (Discrete Cosine Transform) conversion processing on the prediction residual from the subtractor 13 and supplies the obtained coefficient to the quantizer 15. The quantizer 15 quantizes the input coefficient with a predetermined step width, and supplies the coefficient that has become a fixed-length code to the variable-length encoder 16. The variable length encoder 16 compresses the fixed-length prediction residual with the variable length code and supplies the resulting code to the multiplexer 5. The multiplexer 5 inserts an index code in a timely manner into the code strings of the respective layers from the encoder 4 and the variable length encoder 16 and multiplexes them.

このように、本実施の形態によれば、画像入力端子1よりのインターレース走査の動画像信号を、同一のフレームレートの順次走査信号に変換して符号化することにより、順次走査信号の符号化であり、走査線数も増加していないので、入力インターレース走査の動画像信号をそのまま符号化するよりも大幅にビットレートを低減できる。   As described above, according to the present embodiment, the moving image signal of the interlace scanning from the image input terminal 1 is converted into the sequential scanning signal of the same frame rate and encoded, thereby encoding the sequential scanning signal. Since the number of scanning lines has not increased, the bit rate can be greatly reduced as compared with the case where the moving image signal of the input interlace scanning is encoded as it is.

次に、本実施の形態の符号化処理の走査線関係について、図3と共に説明する。図3(a)は画像入力端子1より入来する60fpsのインターレース走査の動画像信号の走査線を示すが、偶数フィールドと奇数フィールドは走査線位置がずれている。これに対し、基礎階層として符号化される30fpsの順次走査信号の走査線は、図3(b)に示すように、入来インターレース走査の動画像信号の偶数フィールドまたは奇数フィールドのどちらか一方と同一時間にすべての走査線が存在する。このような走査線構造の場合、折返し歪みが無く動き補償が適切に行えるので予測残差が非常に少なくなる。   Next, the scanning line relationship of the encoding process of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a scanning line of a moving image signal of 60 fps interlaced scanning coming from the image input terminal 1, but the scanning line positions are shifted between the even field and the odd field. On the other hand, the scanning line of the 30 fps progressive scanning signal encoded as the base layer has either an even field or an odd field of the moving image signal of the incoming interlace scanning as shown in FIG. All scan lines exist at the same time. In the case of such a scanning line structure, since there is no aliasing distortion and motion compensation can be performed appropriately, the prediction residual is very small.

一方、拡張階層の画像信号は入来インターレース走査の動画像信号の偶数フィールドまたは奇数フィールドの内、図3(b)に示した順次走査信号と時間が異なる方の片フィールドの信号で、その走査線は図3(c)に示される。この信号の被符号化走査線数は図3(a)、(b)に示した信号のそれの半分であり、参照画像は図中破線で示された60分の1秒間隔で前後する順次走査信号なので、極めて良好な画像間予測が可能であり、予測残差は非常に少なく、発生する符号量は僅かである。   On the other hand, the image signal of the extension layer is a signal of one field whose time is different from the sequential scanning signal shown in FIG. 3B in the even field or the odd field of the moving image signal of the incoming interlace scanning. The line is shown in FIG. The number of encoded scanning lines of this signal is half that of the signals shown in FIGS. 3A and 3B, and the reference image is sequentially moved back and forth at 1/60 second intervals indicated by broken lines in the figure. Since it is a scanning signal, very good inter-picture prediction is possible, the prediction residual is very small, and the amount of generated code is small.

従って、本実施の形態によれば、インターレース走査の動画像信号に対して、従来の時間軸階層符号化よりも優れ、また階層化しない通常のインターレース動画像符号化よりも高い符号化効率で時間軸階層符号化ができる。   Therefore, according to the present embodiment, the interlaced scanning video signal is superior to the conventional time-axis hierarchical coding and has a higher coding efficiency than the normal interlaced video coding without hierarchization. Axis hierarchical encoding is possible.

次に、本発明になる動画像時間軸階層符号化装置の第2の実施の形態について説明する。図4は本発明になる動画像時間軸階層符号化装置の第2の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成要素には同一番号を付してある。図4に示す第2の実施の形態の符号化装置は、図1に示した第1の実施の形態の符号化装置に比し、走査線ダウンサンプラ35と走査線アップサンプラ38が追加されている。また、符号化器36、局部復号化器37の処理動作が異なる。   Next, a second embodiment of the moving picture time axis hierarchical encoding apparatus according to the present invention will be described. FIG. 4 shows a block diagram of a second embodiment of the moving picture time axis hierarchical encoding apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. The encoding device of the second embodiment shown in FIG. 4 is different from the encoding device of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a scanning line down sampler 35 and a scanning line up sampler 38 are added. Yes. The processing operations of the encoder 36 and the local decoder 37 are different.

次に、この第2の実施の形態の動作について説明する。図4において、画像入力端子1より入来する60fpsのインターレース走査の動画像信号は、順次走査変換器2、画像設定器7及びスイッチ10に供給される。順次走査変換器2及びスイッチ3の動作は、図1に示した第1の実施の形態と同じで、30fpsの順次走査信号を得る。   Next, the operation of the second embodiment will be described. In FIG. 4, a moving image signal of 60 fps interlaced scanning coming from the image input terminal 1 is sequentially supplied to the scan converter 2, the image setting unit 7 and the switch 10. The operations of the progressive scan converter 2 and the switch 3 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and a progressive scan signal of 30 fps is obtained.

得られた順次走査信号は走査線ダウンサンプラ35で走査線数が3/4から2/3程度にダウンサンプルされる。ダウンサンプルは、変換後の走査線数で折り返し歪みが無いように垂直低域通過フィルタ(V−LPF)で帯域制限しながら行われる。走査線ダウンサンプラ35により得られる変換後の走査線数は、入来インターレース走査の動画像信号のフレーム有効走査線数が480本であるときは360本ないし320本、1080本であるときは810本ないし720本である。インターレース走査画像信号は、フリッカを抑えるためフレーム垂直周波数の最も高い領域が抑圧されているので、順次走査変換された画像信号もその成分が少なく、ダウンサンプルしても失われる画像情報は僅かである。   The obtained sequential scanning signal is down-sampled by the scanning line down sampler 35 so that the number of scanning lines is about 3/4 to 2/3. Down-sampling is performed while limiting the band with a vertical low-pass filter (V-LPF) so that there is no aliasing distortion in the number of scan lines after conversion. The number of scan lines after conversion obtained by the scan line down sampler 35 is 360 to 320 when the number of effective frame lines of the moving image signal of the incoming interlace scan is 480, and 810 when the number is 1080. This is from 720 to 720. In the interlaced scanning image signal, the region with the highest frame vertical frequency is suppressed in order to suppress flicker. Therefore, the image signal subjected to progressive scanning conversion has few components, and little image information is lost even if it is down-sampled. .

走査線ダウンサンプラ35により垂直方向にダウンサンプルされた画像信号は、符号化器36で符号化される。符号化器36による符号化方法は、図1の符号化器4と同様であるが、走査線数が図1の場合よりも少なくなっているので、すべての画像を順次走査に変換して符号化する場合に比し、処理量、発生符号量とも少なくなる。   The image signal downsampled in the vertical direction by the scanning line downsampler 35 is encoded by the encoder 36. The encoding method by the encoder 36 is the same as that of the encoder 4 in FIG. 1, but since the number of scanning lines is smaller than in the case of FIG. 1, all images are converted into sequential scanning and encoded. The amount of processing and the amount of generated codes are smaller than in the case of the code.

符号化器36から出力された符号化信号は、局部復号化器37において30fpsのすべてのフレームに対して局部復号化が行われる。この局部復号化処理も入力信号の走査線数が少なくなっているので、処理量は少なくなる。局部復号化器37から出力された局部復号化信号は、走査線アップサンプラ38に供給され、ここで元の走査線数に戻されて画像間予測器8に入力される。画像間予測器8、フィールド間引き器11の動作は図1と同じである。   The encoded signal output from the encoder 36 is subjected to local decoding for all 30 fps frames in the local decoder 37. This local decoding process also requires less processing because the number of scanning lines of the input signal is reduced. The local decoded signal output from the local decoder 37 is supplied to the scanning line upsampler 38, where it is returned to the original number of scanning lines and input to the inter-picture predictor 8. The operations of the inter-image predictor 8 and the field decimation unit 11 are the same as those in FIG.

一方、スイッチ10に供給された、拡張階層である他方のフィールドの動画像信号は、画像遅延器12、減算器13、DCT14、量子化器15及び可変長符号化器16で、図1と同様に処理されて拡張階層の符号列とされた後、多重化器5で符号化器36からの符号化信号と多重化される。ただし、図1の場合と、画像間予測の参照画像が異なるので、符号化結果は若干変化する。   On the other hand, the moving image signal of the other field which is the enhancement layer supplied to the switch 10 is the same as that in FIG. 1 by the image delayer 12, the subtractor 13, the DCT 14, the quantizer 15, and the variable length encoder 16. Are processed into an enhancement layer code string, and then multiplexed by the multiplexer 5 with the encoded signal from the encoder 36. However, since the reference image for inter-picture prediction is different from the case of FIG. 1, the encoding result changes slightly.

なお、走査線アップサンプラ38とフィールド間引き器11の処理を一体化して、局部復号化器37の出力から減算器13に与えるフィールド画像信号を直接作ってもよいが、半画素精度の動き補償を行う場合は、垂直に2倍の密度の画像が必要なので、先の処理構成でもあまり無駄はない。   The scanning line upsampler 38 and the field decimation unit 11 may be integrated, and a field image signal to be given to the subtractor 13 from the output of the local decoder 37 may be directly created. When performing, since an image having twice the density is required vertically, the previous processing configuration is not wasteful.

次に、本発明の動画像時間軸階層復号化装置の各実施の形態について説明する。図2は本発明の動画像時間軸階層復号化装置の第1の実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態の動画像時間軸階層復号化装置は、図1の動画像時間軸階層符号化装置に対応する復号化装置であり、図13の従来例と同一構成要素には同一符号を付してある。図2に示す復号化装置の第1の実施の形態は図13の従来の復号化装置に比し、フィールド間引き器22、29が追加されており、復号化器21、画像間予測器26の処理動作が異なる。   Next, each embodiment of the moving picture time axis hierarchical decoding apparatus of the present invention will be described. FIG. 2 shows a block diagram of the first embodiment of the moving picture time-axis hierarchical decoding apparatus of the present invention. The moving picture time axis hierarchical decoding apparatus of this embodiment is a decoding apparatus corresponding to the moving picture time axis hierarchical encoding apparatus of FIG. 1, and the same components as those of the conventional example of FIG. It is. The first embodiment of the decoding apparatus shown in FIG. 2 has field decipherers 22 and 29 added to the conventional decoding apparatus of FIG. Processing operation is different.

図2において、符号入力端子24より入来する符号列は、多重化分離器25に供給され、ここで基礎階層の符号列と拡張階層の符号列に分離され、基礎階層の符号列は復号化器21に供給され、拡張階層の符号列は可変長復号化器30に供給される。   In FIG. 2, a code string coming from a code input terminal 24 is supplied to a demultiplexer 25, where it is separated into a base layer code string and an extended layer code string, and the base layer code string is decoded. The code sequence of the enhancement layer is supplied to the variable length decoder 30.

復号化器21は、基礎階層の符号列に対して図1の符号化器4の逆処理を行い、30fpsの順次走査の再生画像を得て、その再生画像をフィールド間引き器22と画像間予測器26に供給する。フィールド間引き器22は、補間されている走査線を削除して、フィールド画像を得て、画像遅延器23に供給する。画像遅延器23は、拡張階層のフィールドと同期をとるため、再生フィールド信号を数フィールド間保持する。   The decoder 21 performs reverse processing of the encoder 4 of FIG. 1 on the base layer code string to obtain a reconstructed image of 30 fps progressive scanning, and the reconstructed image is subjected to inter-field prediction with the field decimation unit 22. To the vessel 26. The field thinning device 22 deletes the interpolated scanning line, obtains a field image, and supplies it to the image delay device 23. The image delay unit 23 holds the reproduction field signal for several fields in order to synchronize with the fields of the extension layer.

一方、拡張階層の符号列は、可変長復号化器30で予測残差の可変長符号が固定長の符号に戻された後、逆量子化器31に入力されて量子化パラメータに従って逆量子化が行われる。固定長符号は逆量子化器31で予測残差の再生DCT係数値となり、逆DCT32に入力される。逆DCT32は縦方向8個、横方向8個の計64個の係数を復号予測残差信号に変換し、加算器33に供給する。   On the other hand, the code string of the enhancement layer is input to the inverse quantizer 31 after the variable length code of the prediction residual is returned to the fixed length code by the variable length decoder 30 and is inversely quantized according to the quantization parameter. Is done. The fixed-length code becomes a reproduction DCT coefficient value of the prediction residual by the inverse quantizer 31 and is input to the inverse DCT 32. The inverse DCT 32 converts a total of 64 coefficients, 8 in the vertical direction and 8 in the horizontal direction, into a decoded prediction residual signal and supplies it to the adder 33.

画像間予測器26から与えられる予測信号は、フィールド間引き器29で間引かれてから加算器33において逆DCT32からの復号予測残差信号と加算され、復号画像信号となる。この様にして得られた30fpsの復号画像信号は、インターレース走査画像信号の他方のフィールドであり、スイッチ27に供給される。   The prediction signal given from the inter-picture predictor 26 is thinned out by the field thinning-out unit 29 and then added to the decoded prediction residual signal from the inverse DCT 32 in the adder 33 to become a decoded image signal. The 30 fps decoded image signal obtained in this way is the other field of the interlaced scanned image signal and is supplied to the switch 27.

スイッチ27は、多重化分離器25から出力される符号列の階層情報に同期して、画像遅延器23の出力再生画像信号と、加算器33の出力復号画像信号をフィールドのパリティに合わせて選択し、再生画像出力端子28より出力する。出力される動画像信号は、60fpsのインターレース走査画像となる。   The switch 27 selects the output reproduction image signal of the image delay unit 23 and the output decoded image signal of the adder 33 in accordance with the field parity in synchronization with the hierarchy information of the code string output from the demultiplexer 25. Then, it is output from the reproduced image output terminal 28. The output moving image signal is a 60 fps interlaced scanned image.

次に、本発明になる動画像時間軸階層復号化装置の第2の実施の形態について説明する。図5は本発明になる動画像時間軸階層復号化装置の第2の実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態の動画像時間軸階層復号化装置は、図4に示した動画像時間軸階層符号化装置に対応する復号化装置で、図2と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この第2の実施の形態の復号化装置は、図2に示した第1の実施の形態の復号化装置に比し、走査線アップサンプラ42が追加されており、また、復号化器41の動作が異なる。   Next, a second embodiment of the moving picture time axis hierarchical decoding apparatus according to the present invention will be described. FIG. 5 shows a block diagram of a second embodiment of the moving picture time axis hierarchical decoding apparatus according to the present invention. The moving picture time axis hierarchical decoding apparatus of this embodiment is a decoding apparatus corresponding to the moving picture time axis hierarchical encoding apparatus shown in FIG. 4, and the same components as in FIG. The description is omitted. Compared with the decoding apparatus of the first embodiment shown in FIG. 2, the decoding apparatus of the second embodiment has a scanning line upsampler 42 added thereto. The operation is different.

次に、この実施の形態の動作について説明する。まず、図5の符号入力端子24より入来した符号列は、多重化分離器25により基礎階層の符号列と拡張階層の符号列に分離され、基礎階層の符号列は復号化器41に供給され、拡張階層の符号列は可変長復号化器30に供給される。   Next, the operation of this embodiment will be described. First, the code string input from the code input terminal 24 in FIG. 5 is separated into a base layer code string and an extension layer code string by the demultiplexer 25, and the base layer code string is supplied to the decoder 41. Then, the enhancement layer code string is supplied to the variable length decoder 30.

基礎階層の符号列は、復号化器41で復号化処理が行われて30fpsの走査線数の減じられた順次走査の再生画像信号とされた後、走査線アップサンプラ42に供給される。復号化器41の処理動作は図2の復号化器21と同様であるが、走査線数が少なくなっているので、復号化の処理量は少なくなる。復号化器41からの再生画像信号は、走査線アップサンプラ42で元の走査線数に戻された後、フィールド間引き器22と画像間予測器26に供給される。   The code stream of the base layer is decoded by the decoder 41 to be a reconstructed image signal of progressive scanning with the number of scanning lines reduced by 30 fps, and then supplied to the scanning line upsampler 42. The processing operation of the decoder 41 is the same as that of the decoder 21 of FIG. 2, but the amount of decoding processing is reduced because the number of scanning lines is reduced. The reproduced image signal from the decoder 41 is returned to the original number of scanning lines by the scanning line upsampler 42 and then supplied to the field thinning device 22 and the inter-picture predictor 26.

走査線アップサンプラ42の処理動作は、図4に示した符号化装置の走査線アップサンプラ38の処理動作と同じである。また、図5に示す画像間予測器26、フィールド間引き器29、フィールド間引き器22、画像遅延器23、スイッチ27、画像出力端子28の動作は図2と同様である。   The processing operation of the scanning line upsampler 42 is the same as the processing operation of the scanning line upsampler 38 of the encoding apparatus shown in FIG. Further, the operations of the image predictor 26, the field decimation unit 29, the field decimation unit 22, the image delay unit 23, the switch 27, and the image output terminal 28 shown in FIG. 5 are the same as those in FIG.

一方、拡張階層の符号列は、図5に示す可変長復号化器30、逆量子化器31、逆DCT32、加算器33、画像間予測器26、フィールド間引き器29よりなる回路部により図2と同じ動作により復号化される。この復号化により得られた30fpsの復号画像信号は、インターレース走査画像信号の他方のフィールドであり、加算器33からスイッチ27に入力される。   On the other hand, the code string of the enhancement layer is generated by the circuit unit including the variable length decoder 30, the inverse quantizer 31, the inverse DCT 32, the adder 33, the inter-picture predictor 26, and the field thinning unit 29 shown in FIG. Decrypted by the same operation. The decoded image signal of 30 fps obtained by this decoding is the other field of the interlaced scanned image signal, and is input from the adder 33 to the switch 27.

次に、本発明における動画像時間軸階層符号列構成について説明する。この符号列構成は、30fpsの順次走査信号を符号化した基礎階層符号列と、インターレース走査画像信号の片方のフィールドを符号化した拡張階層符号列とからなる。それぞれを図14(b)に示す。同図(b)において、”Prog.”は順次走査信号の1フレーム、”filed”はインターレース走査画像信号の1フィールドである。数字は被符号化動画像信号の画像順である。   Next, the moving picture time axis hierarchical code string configuration in the present invention will be described. This code string configuration includes a base layer code string obtained by encoding a 30 fps progressive scan signal and an extended layer code string obtained by encoding one field of an interlaced scan image signal. Each is shown in FIG. In FIG. 5B, “Prog.” Is one frame of the progressive scanning signal, and “filed” is one field of the interlaced scanning image signal. The number is the image order of the encoded video signal.

図14(b)に示すように、拡張階層画像(1フィールドのインターレース走査画像信号)は双方向予測で符号化されるので、時間的には後となる基礎階層画像(1フレームの順次走査信号)を先に伝送する必要があり、時間関係は逆転して伝送される。なお、基礎階層内で双方向予測が行われる場合は、基礎階層内でも逆転する。また、順次走査であるの1フレーム分の基礎階層符号列と、インターレース走査の1フィールドである拡張階層符号列とが交互に存在する。   As shown in FIG. 14B, since the extended layer image (interlaced scanned image signal of one field) is encoded by bidirectional prediction, the base layer image (one frame of progressive scanning signal) that is temporally later is encoded. ) Must be transmitted first, and the time relationship is reversed. In addition, when bi-directional prediction is performed in the base layer, the reverse is also performed in the base layer. Further, a base layer code string for one frame that is sequential scanning and an extension layer code string that is one field of interlace scanning alternately exist.

なお、上位階層の符号列と拡張階層の符号列は、必ずしも1画像毎に交互にする必要は無く、別々にパケット化され、適時多重化されてもよい。また、伝送システムでは図14(c)に模式的に示すように、先に上位階層の符号列を伝送し、後から拡張階層の符号列を送ることもある。   Note that the upper layer code sequence and the enhancement layer code sequence do not necessarily have to be alternated for each image, and may be packetized separately and multiplexed timely. Further, in the transmission system, as schematically shown in FIG. 14C, an upper layer code string may be transmitted first, and an extension layer code string may be sent later.

次に、動画像時間軸階層記録媒体について説明する。この動画像時間軸階層記録媒体は、30fpsの順次走査信号を符号化した基礎階層符号列と、インターレース走査画像信号の片方のフィールドを符号化した拡張階層符号列が記録される。それぞれの符号列は、別のパケットであり、階層を示すインデックス情報が付与されている。記録形態は基礎階層の情報のみが再生できるようにすることが望まれる。   Next, a moving image time axis hierarchical recording medium will be described. In this moving image time-axis hierarchical recording medium, a basic hierarchical code string obtained by encoding a 30 fps progressive scanning signal and an extended hierarchical code string obtained by encoding one field of an interlaced scanning image signal are recorded. Each code string is a separate packet, and index information indicating a hierarchy is given. It is desired that the recording form can reproduce only the information of the basic layer.

基礎階層の情報のみの再生では、従来例では片方のフィールドのみになるので、時空間解像度の劣るものとなるが、この記録媒体では順次走査画像が得られるので、空間解像度は良好となる。   In the reproduction of only the information on the base layer, only one field is used in the conventional example, so that the spatio-temporal resolution is inferior. However, since this recording medium can obtain a sequentially scanned image, the spatial resolution is good.

なお、本発明は、上記の動画像時間軸階層符号化装置及び動画像時間軸階層復号化装置の一方又は両方の各構成要素をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムを含むものである。このコンピュータプログラムは、記録媒体からコンピュータに読み込んでもよいし、ネットワークを介して取り込んでもよい。   Note that the present invention includes a computer program that realizes one or both of the constituent elements of the above-described moving picture time-axis hierarchical coding apparatus and moving picture time-axis hierarchical decoding apparatus by a computer. This computer program may be read into a computer from a recording medium, or may be taken in via a network.

次に、本発明のコンピュータプログラムによる動画像時間軸階層符号化動作について図6のフローチャートと共に説明する。まず、コンピュータに入力されるインターレース走査画像信号を、その画像信号と同一のフレームレートの順次走査画像信号に変換する(ステップS1)。このステップS1の処理は、例えば図1の符号化装置では順次走査変換器2とスイッチ3と画像設定器7による動作に相当する。   Next, a moving picture time axis hierarchical encoding operation by the computer program of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the interlaced scanning image signal input to the computer is converted into a sequential scanning image signal having the same frame rate as the image signal (step S1). The processing in step S1 corresponds to, for example, the operation of the sequential scanning converter 2, the switch 3, and the image setting unit 7 in the encoding apparatus of FIG.

続いて、ステップS1で変換された順次走査画像信号を符号化し、第1の符号列を生成する(ステップS2)。また、このとき上記の順次走査画像信号を局部復号化し、局部復号画像信号も得られる。このステップS2の処理は、例えば図1の符号化装置では符号化器4及び局部復号化器9による動作に相当する。   Subsequently, the sequential scanning image signal converted in step S1 is encoded to generate a first code string (step S2). At this time, the progressive scanning image signal is locally decoded, and a locally decoded image signal is also obtained. The processing in step S2 corresponds to the operation of the encoder 4 and the local decoder 9 in the encoding apparatus of FIG.

続いて、コンピュータに入力されるインターレース走査画像信号において、順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを、局部復号画像信号を参照画像信号として画像間予測符号化して第2の符号列を生成する(ステップS3)。このステップS3の処理は、例えば図1の符号化装置では画像間予測器8、スイッチ10、フィールド間引き器11、画像遅延器12、減算器13、DCT14、量子化器15及び可変長符号化器16による動作に相当する。   Subsequently, in the interlaced scanned image signal input to the computer, a field at a time position different from the sequentially scanned image signal is subjected to inter-picture prediction coding using the locally decoded image signal as a reference image signal to generate a second code string. (Step S3). The processing of step S3 is performed by, for example, the inter-picture predictor 8, the switch 10, the field decimation unit 11, the image delay unit 12, the subtractor 13, the DCT 14, the quantizer 15 and the variable length coder in the encoding apparatus of FIG. 16 corresponds to the operation according to FIG.

そして、上記の第1の符号列を基礎階層符号列とし、第2の符号列を拡張階層符号列として多重化して動画像時間軸階層符号化信号を出力する(ステップS4)。このステップS4の処理は、例えば図1の符号化装置では多重化器5による動作に相当する。なお、図4に示した符号化装置のように第1の符号列を得る際に、入力インターレース走査画像と同一フレームレートで垂直方向にダウンサンプリングされた順次走査画像についての第1の符号列を得るようにしてもよい。   Then, the first code string is multiplexed as a base layer code string and the second code string is multiplexed as an extended layer code string, and a moving picture time axis layer encoded signal is output (step S4). The processing in step S4 corresponds to the operation of the multiplexer 5 in the encoding device of FIG. When the first code string is obtained as in the encoding device shown in FIG. 4, the first code string for the sequentially scanned image down-sampled in the vertical direction at the same frame rate as the input interlaced scanned image is obtained. You may make it obtain.

次に、本発明のコンピュータプログラムによる動画像時間軸階層復号化動作について図7のフローチャートと共に説明する。まず、コンピュータは上記の第1の符号列を基礎階層符号列とし、第2の符号列を拡張階層符号列として多重化された動画像時間軸階層符号化信号を入力信号として受け、第1の符号列と第2の符号列とに分離する(ステップS11)。このステップS11の処理は、例えば図2の復号化装置では多重化分離器25による動作に相当する。   Next, the moving picture time axis hierarchical decoding operation by the computer program of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the computer receives, as an input signal, a video time-axis hierarchical encoded signal multiplexed with the first code sequence as a base layer code sequence and the second code sequence as an extended layer code sequence, The code string is separated into the second code string (step S11). The process of step S11 corresponds to the operation of the demultiplexer 25 in the decoding device of FIG.

続いて、第1の符号列を復号化して、再生順次走査画像信号を得る(ステップS12)。このステップS12の処理は、例えば図2の復号化装置では復号化器21による動作に相当する。そして、再生順次走査画像信号を再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方である第1フィールドの画像信号に変換する(ステップS13)。このステップS13の処理は、例えば図2の復号化装置では、フィールド間引き器22及び画像遅延器23よりなる回路部の動作に相当する。   Subsequently, the first code string is decoded to obtain a reproduction sequentially scanned image signal (step S12). The processing in step S12 corresponds to, for example, the operation by the decoder 21 in the decoding device in FIG. Then, the reproduction sequential scanning image signal is converted into an image signal of the first field which is one of the odd field and the even field of the reproduction interlace scanning image signal (step S13). The processing in step S13 corresponds to the operation of the circuit unit including the field thinning device 22 and the image delay device 23 in the decoding device of FIG.

また、第2の符号列に対して再生順次走査画像信号を参照画像信号として画像間予測復号化し、再生インターレース走査画像の第1フィールドと異なった第2のフィールド画像信号を得る(ステップS14)。このステップS14の処理は、例えば図2の復号化装置では、可変長復号化器30、逆量子化器31、逆DCT32、加算器33、画像間予測器26、フィールド間引き器29からなる回路部による動作に相当する。そして、前記第1フィールドの画像信号と上記の第2フィールドの画像信号とを時間的に切り替えて再生インターレース走査画像信号として出力する(ステップS15)。このステップS15の処理は、例えば図2の復号化装置では、スイッチ27の動作に相当する。   Further, inter-picture predictive decoding is performed on the second code string using the reproduced sequential scanning image signal as a reference image signal, thereby obtaining a second field image signal different from the first field of the reproduced interlaced scanning image (step S14). For example, in the decoding apparatus of FIG. 2, the processing in step S <b> 14 is a circuit unit including a variable length decoder 30, an inverse quantizer 31, an inverse DCT 32, an adder 33, an inter-picture predictor 26, and a field decimation unit 29. It corresponds to the operation by. Then, the first field image signal and the second field image signal are temporally switched to be output as a reproduction interlaced scan image signal (step S15). The processing in step S15 corresponds to the operation of the switch 27 in the decoding device of FIG.

なお、図5に示した復号化装置のように第1の符号列を復号化する際に、復号化された第1の符号列を再生インターレース走査画像と同一フレームレートで垂直方向にダウンサンプリングされた再生順次走査画像を得るようにしてもよい。   When the first code string is decoded as in the decoding apparatus shown in FIG. 5, the decoded first code string is down-sampled in the vertical direction at the same frame rate as the reproduced interlaced scanned image. A reproduced sequential scan image may be obtained.

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば動画像時間軸階層符号化信号の送信装置及び受信装置を構成することも可能である。図8は動画像時間軸階層符号化信号の送信装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、受信インタフェース(I/F)71は、ネットワークを介して前記のコンピュータプログラムを受信及び復調し、それをプログラムバッファ72に一旦格納する。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, it is possible to configure a transmitting apparatus and a receiving apparatus for moving image time-axis hierarchical encoded signals. FIG. 8 shows a block diagram of an embodiment of a transmitting apparatus for moving picture time-axis hierarchical encoded signals. In the figure, a reception interface (I / F) 71 receives and demodulates the computer program via a network and temporarily stores it in a program buffer 72.

一方、コンピュータ73は、インターレース走査の動画像信号を入力として受け、プログラムバッファ72からのコンピュータプログラムに基づいて、図1又は図4と共に説明した符号化装置と同様の符号化動作を行う。これにより得られた符号化データは、送信I/F74に供給される。送信I/F74は、図9に示したフローチャートに従った動作により符号化データを送信する。   On the other hand, the computer 73 receives an interlaced moving image signal as an input, and performs an encoding operation similar to the encoding device described with reference to FIG. 1 or FIG. 4 based on the computer program from the program buffer 72. The encoded data obtained in this way is supplied to the transmission I / F 74. The transmission I / F 74 transmits the encoded data by the operation according to the flowchart shown in FIG.

すなわち、送信I/F74は、まず、通信ネットワークの相手端末との間で所定のプロトコルに従って通信を行い、相手端末から伝送許可を受けたかどうか判定する(ステップS21)。伝送許可を受けた場合は、送信I/F74は、上記の符号化データを所定の伝送フォーマットに変換した後(ステップS22)、通信ネットワークに送信する(ステップS23)。他方、ステップS21で伝送許可を受けていない場合は、送信I/F74は、符号化データの送信を中止する(ステップS24)。   That is, the transmission I / F 74 first communicates with a partner terminal of the communication network according to a predetermined protocol, and determines whether or not transmission permission has been received from the partner terminal (step S21). When the transmission permission is received, the transmission I / F 74 converts the encoded data into a predetermined transmission format (step S22), and then transmits it to the communication network (step S23). On the other hand, if the transmission permission is not received in step S21, the transmission I / F 74 stops transmission of the encoded data (step S24).

なお、上記の実施の形態において、送信装置は、符号化データだけでなく、コンピュータに、前記の動画像時間軸階層化信号復号化装置と同様の動作を行わせるための復号化用コンピュータプログラムを同時に送信するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the transmission apparatus has not only encoded data but also a decoding computer program for causing a computer to perform the same operation as the moving picture time axis hierarchical signal decoding apparatus. You may make it transmit simultaneously.

次に、本発明の動画像時間軸階層化信号の受信装置について説明する。図10は動画像時間軸階層信号の受信装置の一実施の形態のブロック図を示す。ここでは、ネットワークから符号化データと復号化用コンピュータプログラムがそれぞれ送信されているものとする。同図において、受信インタフェース(I/F)81は、図示しないネットワークに接続され、図11に示すフローチャートに従った動作を行う。すなわち、ネットワークから受信した信号が認証などにより受信許可されているかどうか判定し(ステップS31)、受信許可されている場合は、ネットワークよりの符号化データ及び復号化用のコンピュータプログラムを受信及び復調する(ステップS32)。   Next, the moving picture time axis hierarchized signal receiving apparatus of the present invention will be described. FIG. 10 shows a block diagram of an embodiment of a moving picture time-axis hierarchical signal receiving apparatus. Here, it is assumed that encoded data and a decoding computer program are transmitted from the network. In the figure, a reception interface (I / F) 81 is connected to a network (not shown) and performs an operation according to the flowchart shown in FIG. That is, it is determined whether or not reception of a signal received from the network is permitted by authentication or the like (step S31). If reception is permitted, the encoded data and the computer program for decoding from the network are received and demodulated. (Step S32).

続いて、受信I/F81は、受信した符号化データ及び復号化用コンピュータプログラムをデフォーマットし(ステップS33)、メモリにそれぞれ記録する(ステップS34)。なお、ステップS31での受信許可の判定で受信許可されていないと判定した時には、受信が中止される(ステップS35)。   Subsequently, the reception I / F 81 deformats the received encoded data and decoding computer program (step S33) and records them in the memory (step S34). If it is determined in step S31 that reception is not permitted, reception is stopped (step S35).

受信I/F81のメモリに格納された符号化データ及び復号化用コンピュータプログラムのうち、符号化データは図10に示すコンピュータ82に供給され、復号化用コンピュータプログラムはプログラムバッファ83に一旦取り込まれた後、コンピュータ82に供給され、これを図2又は図5に示した復号化装置と同様の動作をソフトウェアにて行わせる。これにより、コンピュータ82からは、元のインターレース走査の動画像信号が出力される。   Of the encoded data and the decoding computer program stored in the memory of the reception I / F 81, the encoded data is supplied to the computer 82 shown in FIG. 10, and the decoding computer program is once taken into the program buffer 83. Thereafter, the data is supplied to the computer 82, and the same operation as that of the decoding apparatus shown in FIG. 2 or 5 is performed by software. As a result, the moving image signal of the original interlaced scanning is output from the computer 82.

なお、図8及び図10では、コンピュータプログラムは、ネットワークを介して受信するように説明したが、記録媒体に記録されているコンピュータプログラムを再生して使用してもよいことは勿論である。   8 and 10, it has been described that the computer program is received via a network. However, it goes without saying that the computer program recorded on the recording medium may be reproduced and used.

本発明の動画像時間軸階層符号化装置の第1の実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of 1st Embodiment of the moving image time-axis hierarchy encoding apparatus of this invention. 本発明の動画像時間軸階層復号化装置の第1の実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of 1st Embodiment of the moving image time-axis hierarchy decoding apparatus of this invention. 図1の各部の画像構成を説明する図である。It is a figure explaining the image structure of each part of FIG. 本発明の動画像時間軸階層符号化装置の第2の実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of 2nd Embodiment of the moving image time-axis hierarchy encoding apparatus of this invention. 本発明の動画像時間軸階層復号化装置の第2の実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of 2nd Embodiment of the moving image time-axis hierarchy decoding apparatus of this invention. 本発明のコンピュータプログラムによる動画像時間軸階層符号化動作の一実施の形態のフローチャートである。It is a flowchart of one Embodiment of the moving image time-axis hierarchy encoding operation | movement by the computer program of this invention. 本発明のコンピュータプログラムによる動画像時間軸階層復号化動作の一実施の形態のフローチャートである。It is a flowchart of one Embodiment of the moving image time-axis hierarchy decoding operation | movement by the computer program of this invention. 本発明の動画像時間軸階層符号化信号の送信装置の一実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of one embodiment of a transmitting device of a moving picture time-axis hierarchical coding signal of the present invention. 図8中の送信I/Fの一例の動作説明用フローチャートである。9 is a flowchart for explaining an operation of an example of the transmission I / F in FIG. 8. 本発明の動画像時間軸階層復号化信号の送信装置の一実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of one Embodiment of the transmission apparatus of the moving image time-axis hierarchy decoding signal of this invention. 図10中の受信I/Fの一例の動作説明用フローチャートである。11 is a flowchart for explaining the operation of an example of the reception I / F in FIG. 10. 従来の動画像時間軸階層符号化装置の一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of the conventional moving image time-axis hierarchy encoding apparatus. 従来の動画像時間軸階層復号化装置の一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of the conventional moving image time-axis hierarchy decoding apparatus. 従来と本発明との符号列構成をそれぞれ示す図である。It is a figure which shows the code sequence structure of the past and this invention, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像入力端子
2 順次走査変換器
3、10、27 スイッチ
4、36 符号化器
5 多重化器
6 符号列出力端子
7 画像設定器
8、26 画像間予測器
9、37 局部復号化器
11、22、29 フィールド間引き器
12、23 画像遅延器
13 減算器
14 DCT
15 量子化器
16 可変長符号化器
21、41 復号化器
24 符号列入力端子
25 多重化分離器
28 画像出力端子
30 可変長復号化器
31 逆量子化器
32 逆DCT
33 加算器
35 走査線ダウンサンプラ
38、42 走査線アップサンプラ
71、81 受信インタフェース(I/F)
72、83 プログラムバッファ
73、82 コンピュータ
74 送信インタフェース(I/F)



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image input terminal 2 Sequential scan converter 3, 10, 27 Switch 4, 36 Encoder 5 Multiplexer 6 Code sequence output terminal 7 Image setting device 8, 26 Inter-picture predictor 9, 37 Local decoder 11, 22, 29 Field decimation device 12, 23 Image delay device 13 Subtractor 14 DCT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Quantizer 16 Variable length encoder 21, 41 Decoder 24 Code stream input terminal 25 Demultiplexer 28 Image output terminal 30 Variable length decoder 31 Inverse quantizer 32 Inverse DCT
33 Adder 35 Scan Line Down Sampler 38, 42 Scan Line Up Sampler 71, 81 Reception Interface (I / F)
72, 83 Program buffer 73, 82 Computer 74 Transmission interface (I / F)



Claims (8)

入力インターレース走査画像信号を、入力インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に変換する第1のステップと、
前記順次走査画像信号を符号化して第1の符号列を得る第2のステップと、
前記第1の符号列を局部復号化して得た局部復号画像を参照画像として、前記入力インターレース走査画像信号において、前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを画像間予測符号化して第2の符号列を得る第3のステップと、
前記第1の符号列と前記第2の符号列を多重化して動画像時間軸階層符号化信号として出力する第4のステップと
を含むことを特徴とする動画像時間軸階層符号化方法。
A first step of converting the input interlaced scanned image signal into a sequentially scanned image signal having the same frame rate as the input interlaced scanned image signal;
A second step of encoding the progressive scanning image signal to obtain a first code string;
A local decoded image obtained by local decoding of the first code sequence is used as a reference image, and a field at a time position different from the sequentially scanned image signal is subjected to inter-picture prediction encoding in the input interlaced scanned image signal. A third step of obtaining a code string of
And a fourth step of multiplexing the first code string and the second code string and outputting the multiplexed signal as a moving picture time axis hierarchical coded signal.
時間軸階層化された符号列から、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に対して符号化された第1の符号列と、前記再生インターレース走査画像信号において前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する第1のステップと、
前記第1の符号列を復号化して、再生順次走査画像信号を得る第2のステップと、
前記再生順次走査画像信号を前記再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方である第1のフィールドの画像信号に変換する第3のステップと、
前記第2の符号列に対し、前記再生順次走査画像信号を参照画像として画像間予測復号化し、前記再生インターレース走査画像信号の第1のフィールドと異なった第2のフィールドの画像信号を得る第4のステップと、
前記第1のフィールドの画像信号と前記第2のフィールドの画像信号を、時間的に切り替えて前記再生インターレース走査画像信号として出力する第5のステップと
を含むことを特徴とする動画像時間軸階層復号化方法。
A first code sequence encoded with respect to a progressive scan image signal having the same frame rate as that of the reproduced interlaced scanned image signal from the time sequence hierarchical code sequence, and the progressively scanned image signal in the reproduced interlaced scanned image signal Separating a second code string encoded for a field at a different time position with
A second step of decoding the first code string to obtain a reproduced sequential scan image signal;
A third step of converting the reproduction sequential scan image signal into an image signal of a first field which is one of an odd field or an even field of the reproduction interlaced scan image signal;
Inter-picture predictive decoding is performed on the second code string using the reproduced sequential scanning image signal as a reference image, and a second field image signal different from the first field of the reproduced interlaced scanning image signal is obtained. And the steps
A moving image time axis hierarchy comprising: a fifth step of switching the image signal of the first field and the image signal of the second field in time and outputting the image signal as the reproduction interlaced scan image signal. Decryption method.
入力インターレース走査画像信号を、入力インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に変換する画像変換手段と、
前記順次走査画像信号を符号化して第1の符号列を得る第1の符号列生成手段と、
前記第1の符号列を局部復号化して得た局部復号画像を参照画像として、前記入力インターレース走査画像信号において、前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを画像間予測符号化して第2の符号列を得る第2の符号列生成手段と、
前記第1の符号列と前記第2の符号列を多重化して動画像時間軸階層符号化信号として出力する多重化手段と
を有することを特徴とする動画像時間軸階層符号化装置。
Image conversion means for converting the input interlaced scanning image signal into a sequential scanning image signal having the same frame rate as the input interlaced scanning image signal;
First code string generation means for encoding the progressive scanning image signal to obtain a first code string;
A local decoded image obtained by local decoding of the first code sequence is used as a reference image, and a field at a time position different from the sequentially scanned image signal is subjected to inter-picture prediction encoding in the input interlaced scanned image signal. Second code string generation means for obtaining a code string of
A video time-axis hierarchical encoding apparatus, comprising: multiplexing means for multiplexing the first code string and the second code string and outputting the result as a video time-axis hierarchical encoded signal.
前記画像変換手段により得られた前記順次走査画像信号を垂直方向にダウンサンプリングして、走査線数が減少された順次走査画像信号を得る走査線ダウンサンプル手段を更に有し、前記第1の符号列生成手段は前記走査線数が減少された順次走査画像信号を符号化して走査線数が減少された第1の符号列を生成し、前記第2の符号列生成手段は、前記走査線数が減少された第1の符号列を局部復号化して得た局部画像信号を垂直方向にアップサンプリングして、前記走査線ダウンサンプル手段に入力される前記順次走査画像信号と同じ走査線数にした信号を前記参照画像とする走査線アップサンプル手段を含むことを特徴とする請求項3記載の動画像時間軸階層符号化装置。   The first code is further provided with scanning line down-sampling means for down-sampling the progressive scanning image signal obtained by the image converting means in the vertical direction to obtain a progressive scanning image signal with a reduced number of scanning lines. The column generation means encodes the progressive scanning image signal with the reduced number of scanning lines to generate a first code string with the reduced number of scanning lines, and the second code string generation means has the number of scanning lines. The local image signal obtained by local decoding of the first code sequence with reduced is up-sampled in the vertical direction so as to have the same number of scanning lines as the sequential scanning image signal input to the scanning line down-sampling means 4. The moving picture time-axis hierarchical coding apparatus according to claim 3, further comprising scanning line up-sampling means that uses a signal as the reference picture. 時間軸階層化された符号列から、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に対して符号化された第1の符号列と、前記再生インターレース走査画像信号において前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する多重化分離手段と、
前記第1の符号列を復号化して、再生順次走査画像信号を得る第1の復号化手段と、
前記再生順次走査画像信号を前記再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方である第1のフィールドの画像信号に変換する画像変換手段と、
前記第2の符号列に対し、前記再生順次走査画像信号を参照画像として画像間予測復号化し、前記再生インターレース走査画像信号の第1のフィールドと異なった第2のフィールドの画像信号を得る第2の復号化手段と、
前記第1のフィールドの画像信号と前記第2のフィールドの画像信号を、時間的に切り替えて前記再生インターレース走査画像信号として出力する多重化手段と
を有することを特徴とする動画像時間軸階層復号化装置。
A first code sequence encoded with respect to a progressive scan image signal having the same frame rate as that of the reproduced interlaced scanned image signal from the time sequence hierarchical code sequence, and the progressively scanned image signal in the reproduced interlaced scanned image signal Demultiplexing means for separating a second code string encoded for a field at a different time position from
First decoding means for decoding the first code string to obtain a reproduced progressively scanned image signal;
Image conversion means for converting the reproduction sequential scanning image signal into an image signal of a first field which is one of an odd field or an even field of the reproduction interlaced scanning image signal;
The second code string is subjected to inter-picture predictive decoding using the reproduced sequential scanning image signal as a reference image to obtain an image signal of a second field different from the first field of the reproduced interlaced scanning image signal. Decryption means of
Video time-axis hierarchical decoding, comprising: multiplexing means for temporally switching the image signal of the first field and the image signal of the second field and outputting as the reproduced interlaced scanned image signal Device.
前記多重化分離手段は、時間軸階層化された符号列から、前記再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートで垂直方向にダウンサンプリングされた順次走査画像信号に対して符号化された第3の符号列と、前記再生インターレース走査画像信号において前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する手段であり、前記第1の復号化手段は、前記第3の符号列を復号化して得られた前記順次走査画像信号を前記垂直方向にアップサンプリングする手段であり、前記画像変換手段は、前記垂直方向にアップサンプリングされた順次走査画像信号を前記第1のフィールドの画像信号に変換する手段であることを特徴とする請求項5記載の動画像時間軸階層復号化装置。   The demultiplexing means encodes a third code encoded with respect to a sequentially scanned image signal that is down-sampled in the vertical direction at the same frame rate as the reproduced interlaced scanned image signal from a time-series hierarchical code string. Means for separating a sequence and a second code sequence encoded in a field at a time position different from that of the progressive scan image signal in the reproduced interlaced scan image signal, wherein the first decoding means is , Means for up-sampling the progressive scan image signal obtained by decoding the third code string in the vertical direction, and the image conversion means is configured to output the progressive scan image signal up-sampled in the vertical direction. 6. The moving picture time-axis hierarchical decoding apparatus according to claim 5, wherein the moving picture time-axis hierarchical decoding apparatus is means for converting the first field image signal into the image signal. コンピュータに、
入力インターレース走査画像信号を、入力インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に変換する第1のステップと、
前記順次走査画像信号を符号化して第1の符号列を得る第2のステップと、
前記第1の符号列を局部復号化して得た局部復号画像を参照画像として、前記入力インターレース走査画像信号において、前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドを画像間予測符号化して第2の符号列を得る第3のステップと、
前記第1の符号列と前記第2の符号列を多重化して動画像時間軸階層符号化信号として出力する第4のステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
On the computer,
A first step of converting the input interlaced scanned image signal into a sequentially scanned image signal having the same frame rate as the input interlaced scanned image signal;
A second step of encoding the progressive scanning image signal to obtain a first code string;
A local decoded image obtained by local decoding of the first code sequence is used as a reference image, and a field at a time position different from the sequentially scanned image signal is subjected to inter-picture prediction encoding in the input interlaced scanned image signal. A third step of obtaining a code string of
A computer program for executing the fourth step of multiplexing the first code string and the second code string and outputting them as a moving picture time-axis hierarchical encoded signal.
コンピュータに、
時間軸階層化された符号列から、再生インターレース走査画像信号と同一フレームレートの順次走査画像信号に対して符号化された第1の符号列と、前記再生インターレース走査画像信号において前記順次走査画像信号と異なった時間位置のフィールドに対して符号化された第2の符号列とを分離する第1のステップと、
前記第1の符号列を復号化して、再生順次走査画像信号を得る第2のステップと、
前記再生順次走査画像信号を前記再生インターレース走査画像信号の奇数フィールド又は偶数フィールドの一方である第1のフィールドの画像信号に変換する第3のステップと、
前記第2の符号列に対し、前記再生順次走査画像信号を参照画像として画像間予測復号化し、前記再生インターレース走査画像信号の第1のフィールドと異なった第2のフィールドの画像信号を得る第4のステップと、
前記第1のフィールドの画像信号と前記第2のフィールドの画像信号を、時間的に切り替えて前記再生インターレース走査画像信号として出力する第5のステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
On the computer,
A first code sequence encoded with respect to a progressive scan image signal having the same frame rate as that of the reproduced interlaced scanned image signal from the time sequence hierarchical code sequence, and the progressively scanned image signal in the reproduced interlaced scanned image signal Separating a second code string encoded for a field at a different time position with
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A computer program for executing the fifth step of switching the image signal of the first field and the image signal of the second field temporally and outputting them as the reproduction interlaced scan image signal.
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